支气管中心线提取方法及其系统和存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113470107A(43)申请公布日2021.10.01(21)申请号202110623801.3G06N3/08(2006.01)(22)申请日2021.06.04(71)申请人广州医科大学附属第一医院地址510120广东省广州市越秀区沿江西路151号(72)发明人关伟杰钱元新简文华张冬莹李洽胜黎剑宇郑劲平陈德彦蔡文娟梁翠霞吕晓凤(74)专利代理机构广州文冠倪律知识产权代理事务所(普通合伙)44348代理人何锦标杨娅莉(51)Int.Cl.G06T7/66(2017.01)G06T7/00(2017.01)G06N3/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称支气管中心线提取方法及其系统和存储介质(57)摘要本申请提供一种建立支气管中心线提取模型的方法，包括（a）获取支气管二值掩码和人工标注的真实支气管中心线；（b）将所述支气管二值掩码输入到三维FCN中，通过编码器、解码器网络，得到支气管的预测端点；（c）根据所得到的支气管的预测端点，确定初始中心线；（d）通过编码器对初始中心线进行采样，将采样得到的特征输入一维FCN，输出预测中心线；（e）根据预测的端点及预测中心线，以人工标注的真实支气管中心线作为金标准计算损失，并更新网络权重；（f）重复步骤（a）至（e），直至获得符合预期的模型参数，建立支气管中心线提取模型。本申请通过预测支气管端点，以及通过一维卷积预测中心线坐标，不需要任何后处理，因此也不需要任何人工介入，方法简洁，优化了中心线提取的性能。CN113470107ACN113470107A权利要求书1/1页1.一种建立支气管中心线提取模型的方法，包括以下步骤：（a）获取支气管二值掩码以及人工标注的真实支气管中心线；（b）将所述支气管二值掩码输入到三维FCN中，通过三维FCN编码器、解码器网络，得到支气管的预测端点，所述支气管的预测端点包括支气管的根节点以及末端的端点；（c）根据所得到的支气管的预测端点，确定初始中心线；（d）通过三维FCN编码器对初始中心线进行采样，得到初始中心线的特征，将采样得到的特征输入一维FCN，输出预测中心线；（e）根据预测的端点及预测中心线，以人工标注的真实支气管中心线作为金标准计算损失，并更新网络权重；（f）重复步骤（a）至（e），直至获得符合预期的模型参数，建立支气管中心线提取模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（f）中，当三维FCN权重连续复数次不下降时即认为符合预期。3.一种建立支气管中心线提取模型的系统，其包括：（a）数据获取模块，用于获取支气管二值掩码以及人工标注的真实支气管中心线；（b）端点预测模块，用于将所述支气管二值掩码输入到三维FCN中，通过三维FCN编码器、解码器网络，得到支气管的预测端点，所述支气管的预测端点包括支气管的根节点以及末端的端点；（c）初始中心线生成模块，根据所得到的支气管的预测端点，确定初始中心线；（d）中心线预测模块，用于通过三维FCN编码器对初始中心线进行采样，得到初始中心线的特征，将采样得到的特征输入一维FCN，输出预测中心线；（e）损失计算模块，用于根据预测的端点及预测中心线，以人工标注的真实支气管中心线作为金标准计算损失，并更新网络权重；（f）控制模块，用于重复以上步骤直至获得符合预期的模型参数，建立支气管中心线提取模型。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，控制模块在三维FCN权重连续复数次不下降时即认为符合预期。5.一种提取支气管中心线的方法，其包括：（a）获取根据权利要求1或2的方法所建立的支气管中心线提取模型；（b）基于所述支气管中心线提取模型提取中心线。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（b）进一步包括：（b1）将支气管二值掩码输入到所述模型中，得到预测端点；（b2）根据预测端点确定初始中心线；以及（b3）通过编码器对初始中心线进行采样，将采样得到的特征输入一维FCN，输出预测中心线。7.一种计算机存储介质，其上存储有计算机可执行指令，所述指令被执行以实现权利要求1或2所述的方法。8.一种计算机存储介质，其上存储有计算机可执行指令，所述指令被执行以实现权利要求5或6所述的方法。2CN113470107A说明书1/4页支气管中心线提取方法及其系统和存储介质技术领域[0001]本发明涉及肺部支气管中心线提取方法及系统，以及相应的计算机存储介质。背景技术[0002]支气管是将空气从呼吸道输往肺部的通道，在免疫功能中扮演着重要的角色。支气管与很多疾病相关，如支气管炎、哮喘、慢性阻塞性肺疾病、肺癌等。支气管的定量化测量对疾病诊断起着重要的作用，重要的指标有支气管管壁厚度、支气管管壁面积占支气管面积比例、支气